1-材料失效分析

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1、11失效与失效分析失效——各类机电产品的机械零部件、微电子元件和仪器仪表等以及各种金属及其它材料形成的构件失去了它应有的功能时，则称该零件失效。失效给我们造成巨大的甚至是无法挽回的损失；而失效分析则可以有效地避免或减少这些损失。11零件失效即失去其原有功能的含义包括三种情况：失效failure（1）完全丧失其功能；（2）部分的失去其原有功能，虽然能够工作，但不能完成规定功能；（3）零件虽然能够工作，也能完成规定功能，但继续使用时，不能确保安全可靠性。11要区分“失效”与“事故”，这是两个不同的概念。事故是一种结

2、果，其原因可能是失效引起的，也可能不是失效引起的。同样，失效可能导致事故的发生，但也不一定就导致事故。“失效”与“事故”2通常是指对失效产品为寻找失效原因和预防措施所进行的一切技术活动。就是研究失效现象的特征和规律，从而找出失效的模式和原因。失效分析是一门综合性的质量系统工程，是一门解决材料、工程结构、系统组元等质量问题的工程学。它的任务是既要揭示产品功能失效的模式和原因，弄清失效的机理和规律，又要找出纠正和预防失效的措施。失效分析FailureAnalysis13按照失效分析工作进行的时序（在失效的前后）和主

3、要目的，失效分析可分为事前分析、事中分析和事后分析。失效分析学的显著特点：一是实用性强，即它有很强的生产使用背景，与国民经济建设存在着密切关系；二是综合性强，即它涉及广泛的学科领域和技术部门.失效分析FailureAnalysis13345667失效分析的意义可产生巨大的社会经济效益；有助于提高管理水平和促进产品质量提高；有助于分清责任和保护用户（或生产者）利益；为新产品开发提供依据；是修订产品技术规范及标准的依据；促进材料科学与工程及其相关学科的发展。7q著名材料科学家、中国科学院院士、中国工程院士师昌绪教授

4、在1998年10月召开的第三次全国机电装备失效分析预测预防战略研讨会上作了题为“提高失效分析人员素质、促进失效学科发展”的讲话。他强调“通过这次会议，对失效分析会引起很大的重视，特别是领导部门，还有中国科协、中国机械工程学会等。我想失效分析会越来越受到重视，因此，对参与失效分析的人员要求也越来越高。我特别强调对人员需要特别高的要求。第一专业知识要扎实，第二知识面要广，任何事都不是孤立的，而更重要的是从事失效分析人员的素质问题。失效分析人员必须站在公正的立场，不受政治干扰，如果做不到这一点，我觉得就没有资格去

5、从事这项工作。因此人员素质是很重要的。另一个问题，任何一个失效分析都是综合性的，这就需要大家合作，一个人绝对不可能完成这项工作，因此必须协作。”“总而言之，失效分析是不可缺少的，而且越来越重要。”8失效分析工作涉及的领域制造业设备用户管理机构进出口检验监督法律界保险机构科研、教育机构其它10101014失效分析与生产现场所进行的废品分析的区别涉及的专业知识、采用的思想方法及分析手段等方面，有许多共同之处。在分析的对象、分析的目的及判断是非的依据等方面是不同的。14失效分析与生产现场所进行的废品分析的区别例模数

6、为7的传动齿轮，采用20CrMnTi钢制造，经渗碳淬火并低温回火处理。技术要求是：渗碳层的硬度58～63HRC，心部硬度32～48HRC，马氏体及残余奥氏体≤4级，渗碳层深度为1.3～1.5mm。该齿轮在使用中发生断齿失效，试分析断齿原因。14分析一按技术要求对该齿轮进行常规检查，其结果是：渗碳层硬度为62HRC，心部硬度为42HRC，马氏体及残余奥氏体为3级，均符合要求，但渗碳层深度为1.1mm，不符合技术要求。对于这个齿轮，如果在出厂前发现硬化层深度低于技术要求而判为不合格品，这是无可非议的。但是现在要处理

7、的问题是齿轮为什么发生断齿，那就不能简单地认定是硬化层深度不足而引起的。失效分析与生产现场所进行的废品分析的区别14分析二按失效分析的观点，在进行上述常规检查后应作进一步分析。分析表明，断口为宏观脆性断裂（掉下的齿形呈凸透镜状），众多初裂纹源于表面加工缺陷处。经快速扩展后引起断裂，属过载类型的宏观脆性断裂。根据上述分析，该齿轮断齿失效是由于齿根加工质量不良产生的严重应力集中引起的。其改进措施应是提高齿根的加工质量、减少应力集中及防止过载。实践证明这一分析结论是正确的。按照分析一的观点，如果增加硬化层的深度至1.

8、3～1.5nm，虽然符合技术要求，但由于渗碳层的脆性进一步加大，不但解决不了此类断齿问题，而且会增加此类断齿的危险性。